Zonne-energie. Kampenhout 1. Toepassingen van zonne-energie. 23 maart ODE-Vlaanderen Organisatie voor duurzame energie Vlaanderen

Transcriptie

1 ODE-Vlaanderen Organisatie voor duurzame energie Vlaanderen Toepassingen van zonne-energie Kampenhout Marleen De Roye Informatiekantoor en sectororganisatie voor duurzame energie in het Vlaams Gewest Infopunt o Publicaties o Website o Dataverzameling Trefpunt: platformen o open overlegvergaderingen voor bedrijven o thematisch: groene stroom, biomassa, PV, warmtepompen, windenergie 2 INLEIDING Inleiding ENERGIEVERBRUIK Primair energieverbruik Overige 3 GWh Hernieuwbare energiebronnen Kernenergie Vaste brandstoffen Aardgas Aardolie en aardolieprodukten 4 24% Finaal energieverbruik 12% 29% 35% Inleiding ENERGIEVERBRUIK Huishoudelijk Industrie Vervoer Niet-energetisch 5 Vermindering CO2-uitstoot KYOTO DOELSTELLINGEN Reductie uitstoot broeikasgassen o 2010 t.o.v o Voor Europa: 12% o Voor België: 7,5% o Voor Vlaanderen: 5,2% CO 2 : 83% uitstoot broeikasgassen Brandstofverbruik: 59% uitstoot CO 2 Transport: 21% uitstoot CO 2 Ł Brandstofbesparing door REG en duurzame energie 6 Kampenhout 1

2 Gemeentelijk energiebeleid SAMENWERKINGSOVEREENKOMST Samenwerkingsovereenkomst Milieu als opstap naar duurzame ontwikkeling o 2002 tot 2007 o gemeenten en provincies o vrijwillige overeenkomst Energie: één van de clusters o Energiebesparing o Hernieuwbare energie Intekenen o ambitieniveau 1 tot 3 o hernieuwbare energie vanaf niveau 2 7 Gemeentelijk energiebeleid ENERGIEBESPARING Energiebesparing Algemeen o energieboekhouding meten is weten o REG-acties Elektriciteit o Energiezuinige en efficiënte verlichting o Energiezuinige toestellen Warmte o Efficiënte verwarmingssystemen o Isolatie 8 Gemeentelijk energiebeleid HERNIEUWBARE ENERGIE Zelfproductie o Elektriciteit Fotovoltaïsche zonne-energie Windenergie Kleine waterkracht o Warmte Thermische zonne-energie Biomassa Omgevingswarmte Aankoop groene stroom Sensibiliseren van de inwoners o informatie o lokale subsidie 9 Hernieuwbare energie OVERZICHT Definitie hernieuwbare energie o Stromingsbronnen, direct of indirect uit de zon o Onuitputtelijk, geen bepaalde eindige voorraad Troeven van hernieuwbare energie o Milieu (grondstoffen uitstoot) o Diversificatie energievoorziening (onafhankelijkheid) o Werkgelegenheid o Export Nadelen van hernieuwbare energie o schommelingen en moeilijk te voorspellen o toekomst: opslag en betere modellen 10 Hernieuwbare energie in Vlaanderen TOEPASSINGEN Biomassa Alle organische materialen en hernieuwbare grondstoffen van plantaardige of dierlijke oorsprong voor industriële toepassingen of voor energieopwekking o Energieteelten (energiegewassen, kortomloophout) o Organische fracties hout, akker en tuinbouwresidu s GFT en groenafval mest, slib huishoudelijk restafval stortgas organische bedrijfsafvalstoffen) 12 Kampenhout 2

3 Hernieuwbare energie in Vlaanderen TOEPASSINGEN Windenergie Toepassingen: lokale tot grootschalige elektriciteitsproductie (2 kw tot 5 MW) Afmetingen o Ashoogte: van enkele meter tot meer dan 100 m o Rotordiameter: tot meer dan 80 m Opbrengst: voorbeeld o windturbine in Eeklo o vermogen: 1,8 MW, jaarlijkse opbrengst o levert stroom voor gezinnen Hernieuwbare energie in Vlaanderen TOEPASSINGEN Kleine waterkracht Locaties: historische watermolens, stuwen en sluizen Toepassing in Vlaanderen: 5 kwe tot 1 MWe Opbrengst: elektriciteit voor 10 tot 300 gezinnen Levert bijna permanent stroom Hernieuwbare energie in Vlaanderen TOEPASSINGEN Omgevingswarmte en geothermie Omgevingswarmte o jaarlijkse zoninstraling op 1 m² aardoppervlak is ± 1000 kwh per jaar. Geothermie o tempertuurstoename van aardkorst naar kern bedraagt 3 C per 100 m diepte Toepassing in Vlaanderen o beschikbare warmte te diep; ondiepe warmte heeft te lage temperatuur voor direct gebruik toepassing warmtepomp 15 algemeen ZONNEAANBOD 17 kwh/m².dag algemeen ZONNEAANBOD Maandgemiddelde zoninstraling per dag op een horizontaal vlak in Ukkel jan feb maa apr mei jun jul aug sep okt nov dec Diffuus Direct 18 Kampenhout 3

4 algemeen TOEPASSINGEN VLAANDEREN Thermische zonne-energie Passieve thermische zonneenergie o Ruimteverwarming Actieve thermische zonneenergie o o o Ruimteverwarming (Sanitair) warm water Zwembadverwarming Fotovoltaïsche zonne-energie o Elektriciteitsproductie 19 Passieve thermische zonne-energie OVERZICHT Rechtstreekse bezonning via ramen kan bijdragen aan de ruimteverwarming. Bepalend zijn: o Isolatie van gebouw o Grootte en oriëntatie glasoppervlakte o Warmtebufferend vermogen (wanden en vloeren) o Doorlaatbaarheid glas voor warmte en licht Aandachtspunten o vermijden van schuine glasvlakken o vermijden van overhitting door zonnewering o optimale glasoppervlakte 20 PRINCIPE De warmte van de zon: opvangen, opslaan en verdelen met een thermische zonneenergie-installatie op een gecontroleerde manier (regeling) met naverwarming SAMENSTELLING VAN SYSTEEM TYPES ZONNECOLLECTOREN 1. Zonnecollector 2. Primaire kringloop 3. Warmteopslag 4. Randapparatuur 5. Naverwarming Kampenhout 4

5 VLAKKE PLAAT COLLECTOR lichtinstraling VLAKKE PLAAT COLLECTOR warmtestraling zwarte absorberplaat transportvloeistof in buisjes ijzerarm gehard glas isolatie kader & achterwand Vlakke plaatcollector Zen VLAKKE PLAAT COLLECTOR VACUÜMBUISCOLLECTOR Vacuümbuiscollector: heatpipe in vacuümbuis VACUÜMBUISCOLLECTOR VACUÜMBUISCOLLECTOR Pompcirculatie in vacuümbuis Kampenhout 5

6 VACUÜMBUISCOLLECTOR OPTIMALE OPSTELLING Onderdelen o warmtewisselaar o voorraadvat o eventueel naverwarming Werking o temperatuurgelaagdheid WARMTEOPSLAG NAVERWARMING Naverwarming met apart toestel los van CV: gasgeiser of tweede boiler (gas, elektrisch) NAVERWARMING 2 SYSTEEM MET GLYCOLVULLING expansievat 2. ontluchter 6 3. terugslagklep 4. elektronische regeling Naverwarming met CV: via CV-brander of aparte warmtewisselaar (combiketel) manometer 6. primair circuit 7. pomp Kampenhout 6

7 SYSTEEM MET TERUGLOOP TOEPASSINGEN Systeem overdag: het leegloopvat blijft leeg Systeem bij nacht, vorst, oververhitting: de collector loopt leeg in het leegloopvat (Sanitair) warm water Zwembadverwarming Ruimteverwarming SANITAIR WARM WATER (GEZIN) Voor gezin van 3 à 4 personen: Dimensionering o Collector van 3 à 4 m² o 40 à 60 l voorraadvat per m² collectoroppervlakte Dekkingsgraad o 50% totaal energieverbruik voor sanitair warm water o bijvoorbeeld gas: 150 m3, elektriciteit: 1000 kwh Kostprijs o 2000 à 4000 euro (excl. Plaatsing) o Plaatsing: ong. 800 euro WARM WATER (BEDRIJF) Dimensionering o Juiste inschatting warmtevraag o Haalbaarheidsstudie o Technische studie Dekkingsgraad o Afhankelijk van dimensionering o 20 à 50% totaal energieverbruik voor sanitair warm water WARM WATER (BEDRIJF) Kostprijs van een thermische zonne-energiesysteem (dekkingsgraad 30%) in functie van het warmwaterverbruik in het gebouw gemiddeld verbruik in l/j (water op 60 C) collectoroppervlakte in m² kostprijs in euro (excl. subsidies en BTW) kostprijs bespaarde brandstof in eurocent/kwh (excl. subsidies en BTW) , , , , , ,81 RUIMTEVERWARMING Systeem o Combinatie warm water-ruimteverwarming Dimensionering woningverwarming o Collector van min. 10 à 15 m² o Buffervat van 500 à 1000 l Dekkingsgraad o Max. 15 à 25% totale warmtevraag Kostprijs o Hoog in vergelijking met opbrengst Kampenhout 7

8 ZWEMBADVERWARMING Systeem o Onafgedekte collectoren o Geen naverwarming o Zwembadwater rechtstreeks door de collector Dimensionering o 1/3 à 2/3 zwembadoppervlakte Dekkingsgraad o 100% gedurende zwemseizoen Kostprijs (excl. BTW en plaatsing) o 100 à 150 euro per m² collectoroppervlakte o 500 à 1000 euro pomp en regeling 43 beglaasde collector onbedekte collector Izen Novem ZWEMBADVERWARMING 44 ZWEMBADVERWARMING onbedekte collector, koepelvormige spiraal KWALITEITSGARANTIES Belsolar Beroepsfederatie van leveranciers zonneenergiesystemen Kwaliteitsbevorderend programma thermische zonne-energie o Kwaliteitsregels o Garanties 10 jaar op zonnecollector 5 jaar op boilervat 2 jaar op overige componenten Ledenlijst op STEUNMAATREGELEN Voor particulieren Van de distributienetbeheerders elektriciteit o Min. 625 euro investeringssteun o Voorwaarde: leverancier lid van Belsolar Van de federale overheid o Belastingvermindering: 40% van de investering o Max euro voor de in aanmerking komende werken samen Van de provincie Vlaams Brabant o Min. 625 euro investeringssteun Van sommige gemeenten: 15 à 25% ( ) 47 STEUNMAATREGELEN Voor bedrijven Van de distributienetbeheerders elektriciteit o Min. 625 euro investeringssteun Van de federale overheid o Verhoogde investeringsaftrek: 13,5% Van de Vlaamse overheid o Ecologiepremie o voor KMO: 35% van 30% van de investering o in praktijk dus 10,5% investeringssteun 48 Kampenhout 8

9 Zonneboiler voor sanitair warm water STEUNMAATREGELEN Eenheid Met belastingaftrek Nieuwbouw zonder belastingaftrek Investering Meerinvesteringskost incl. BTW euro Subsidie netbeheerder euro Subsidie provincie Vlaams-Brabant euro Belastingsaftrek euro Subsidie gemeente euro Netto kost euro Energiebesparing Jaarlijkse energiebesparing kwh Jaarlijkse kostenbesparing euro / jaar Terugverdientijd jaar 0 jaar 8 à 13 jaar Terugverdientijd van een zonneboiler - bruto kost: 3800 incl. installatie, excl. BTW; - vermeden kost klassieke installatie: 1300 excl. BTW; - naverwarming: elektrische boiler of gas 49 INTEGRATIE IN GEBOUWEN Draagstructuur op plat dak 50 INTEGRATIE IN GEBOUWEN INTEGRATIE IN GEBOUWEN Draagstructuur op hellend dak Integratie in hellend dak VOORBEELDEN VOORBEELDPROJECT: ONS ERF Kampenhout 9

10 VOORBEELDPROJECT: ONS ERF Provinciaal Dienstverleningscentrum Ons Erf, Brugge Vervanging bestaande installatie warm water Dagelijkse behoeft aan warm water op 50 C: 6000 l (sanitair warm water en therapeutische baden) Zonneboiler o Dekkingsgraad 50% o 115 m² collectoren o 4 buffervaten van 1223 l o Naverwarmingsboiler 1000 liter o Naverwarming gasgestookte ketel Jaarlijkse besparing van kwh m²/aantal MARKTGROEI IN VLAANDEREN oppervlakte aantal Jaarlijkse marktgroei zonthermische installaties in Vlaanderen (in oppervlakte en aantal) Fotovoltaïsche zonne-energie (PV) PRINCIPE Rechtstreekse omzetting van zonlicht in elektriciteit Toepassingen kleinschalig: horloge, tuinlamp, verkeersbord grootschalig: woning, dorp, centrale Kristallijn silicium zonnecel invallend licht wekt extra geladen deeltjes op inwendige scheidingslaag ( p-n-junction ) houdt tegengestelde ladingen uit elkaar. bruikbare spanning/stroom door externe verbinding van metalen voor- en achtercontact PV-technologie ZONNECEL: WERKING achtercontact invallend licht voorcontact ( vingers ) n-type silicium p-n-junction p-type silicium PV-technologie ZONNECEL: MATERIAAL Kristallijn silicium o monokristallijn hoogste rendement, diep zwartblauw o polykristallijn lager rendement, blauw geaderd Amorf silicium o lager rendement (helft van monosi) o goedkopere productie Andere dunne film cellen o microkristallijn dunnefilm Si o CdTe, CuInSe2, polymeer Kampenhout 10

11 PV-technologie PV-CEL, MODULE, SYSTEEM PV-technologie PV-MODULES: SOORTEN Dichte PV-modules: o voorkant: glas o achterkant: dichte kunststof Bron: Viessmann Mediaservice CD-Bilddatenbank zonnecel zonnepaneel PV-systeem (PV-module) Afmeting 12,5 x 12,5 cm Dikte 0,3 mm Vermogen 13 mw/cm 2 Vermogen per cel: > 2 Wp Afmeting bvb. 120 x 80 cm Dikte 6 mm + kader Vermogen W/m 2 Spanning ± 26 V DC Transparante PV-modules: n voorkant: glas n achterkant: glas (ook dubbel) diverse tinten, diverse formaten PV-technologie PV-MODULES: FORMATEN PV-opbrengst RENDEMENT EN VERMOGEN rendement o ± 14 % voor commerciële kristallijn silicium cel piekvermogen o 1 cel van 10 x 10 cm : 1,4 Watt piekvermogen (afgekort tot Wp) o 1 module van 1m 2 heeft ongeveer 120 Wp piekvermogen opbrengst o systeemrendement ligt lager dan celrendement o Vlaanderen: 100 kwh per m2 per jaar (poly Si) PV-module connectiedoos invertor meterkast PV-opbrengst PV-SYSTEEM OP PRIVATE WONING elektriciteitsnet 1 kwp = 1 kilowattpiek o oppervlakte: 8 m 2 o gemiddelde opbrengst: ± 850 kwh/kwp.jaar o of: 100 kwh/m 2 o kostprijs: ± 7500 euro (incl. btw, installatie,randapparatuur) subsidies: zie verder gemiddeld verbruik o per gezin = 4000 kwh o 100% = 5 kwp = 40 m 2 PV-opbrengst INVLOED HELLING EN ORIENTATIE Ruime zone met bijna optimale jaarlijkse opbrengst (5% verlies): - helling tussen 20 en 60 - oriëntatie tussen ZW en ZO Max. jaarlijkse instraling Ukkel 1083 kwh/m 2 - azimuth -2º (ongeveer zuid) - hellingshoek t.o.v. hor. vlak: 35º 95% hellingshoek 20º 60º bron: 3E Kampenhout 11

12 Toepassingen van PV NETGEKOPPELDE PV-SYSTEMEN PV-modules + structuur + bekabeling + omvormer + netkoppeling Fotovoltaïsche AUTONOME zonne-energie PV-SYSTEMEN (PV) AUTONOME PV-SYSTEMEN overzicht PV-modules + structuur + bekabeling + laadregelaar + batterijen fotovoltaïsche centrale > 100 kwp grote oppervlakte opstelling in rijen evt. zonnevolgsysteem woning kantoor / bedrijf van 1 tot > 2000 kwp decentrale opstelling gevel, dak, zonwering best gebouwintegratie overkappingen andere structuren perrondak zwembad parkingdak afgelegen gebieden straatverlichting afgelegen dorpen afgelegen woningen koeling (vaccins) autonome industriële systemen telecommunicatie signalisatie beveiligingssystemen milieumetingen huishoudelijke toepassingen tuinlamp batterijlader horloge rekenmachine Steunmaatregelen per kwh GROENESTROOMCERTICIFATEN Groene stroomcertificaten voor PV o vanaf 1/1/2006: vaste prijs voor PV = 45 cent/kwh o per geproduceerde schijf van 1000 kwh o te betalen door de netbeheerder, niet door VREG o wel dossier indienen bij VREG ter erkenning o garantie voor 20 jaar vanaf opstart PV-systeem o niet voor PV-systemen opgesteld voor 1 jan hebben al minstens 50% subsidie ontvangen GSC van 15 ct/kwh vanwege ELIA, via VREG vaste prijs gegarandeerd over 10 jaar vanaf opstart o GSC-kost doorgerekend via heffing naar klanten Steunmaatregelen voor particulieren 1. TARIFAIRE STEUN Groene stroomcertificaten o 45 cent/kwh o aflezing via geijkte meter Terugleververgoeding voor PV o de kwh-meter mag terugdraaien tot 10 kw AC-vermogen van de omvormer, dus ± 12 kwp PV (VREG, Technisch Regl. Distributie Vlaanderen) o vergoeding aan dagtarief = ±15-17 cent/kwh o onder 0 = complicatie: geen vergoeding, soms foute facturatie, leverancier niet geïnteresseerd Totale terugleververgoeding: > 0,60 eur/kwh Steunmaatregelen voor particulieren 2. SUBSIDIES Vlaams Gewest o investeringssteun: 10% (2005: 50%) o maximum vermogen: 3 kwp (2005: 2,4 kwp) o maximum kost per kwp: 7000 euro excl. btw Sommige gemeenten o 15 25% steun o met bovengrenzen van 500 tot 1000 euro Steunmaatregelen voor particulieren 3. FISCALE STEUN Federale belastingvermindering o 40% van de investering o Max euro voor de in aanmerking komende werken samen Aftrek van hypotheeklasten (lening vanaf 1/2005) o niet voor PV afzonderlijk, alleen als deel van hypothecaire lening o afhankelijk van uitputting van aftrekpotje: bij grote leningen (nieuwbouw) geen extra aftrek voor PV o wel bij beperkte renovatielening: deel toewijzen aan PV, gedurende 10 jaar Kampenhout 12

13 Totale subsidie [%] 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Steunmaatregelen voor particulieren TOTALE INVESTERINGSSTEUN subsidie gemeente 500 euro belastingaftrek 1280 euro subsidie Vlaams Gewest Opgesteld PV-vermogen [kwp] Steunmaatregelen voor particulieren FINANCIËLE ANALYSE Eenheid Verbouwing Nieuwbouw Vermogen van PV-systeem kwp 1 1 Inkomsten Jaarlijkse energieproductie: kwh / kwp Jaarlijkse inkomsten (aan 0,6 euro/kwh) euro / jaar UItgaven Investeringskost excl. BTW euro BTW % 6% 21% Investering incl. BTW euro Subsidie Vlaams Gewest 10% euro Belastingaftrek (maximaal bedrag). euro Netto kost euro Terugverdientijd jaar Totale werkelijke steun voor PV, in % van de investering Eenvoudige berekening van de terugverdientijd van 1 kwp bij particulier lening = baten Steunmaatregelen voor particulieren PARTICULIER, NIEUWBOUW, LENING [euro] Bruto last Baten Belastingsvermindering Totaal=Netto Contante Waarde [jaar vanaf opstelling] PARTICULIER VOORWAARDEN project: nieuwbouw subsidie gemeente: geen vermogen: 2 kwp discontovoet: 0% betaling: lening 20 j. 4% teruglevertarief 60 cent/kwh 1. Tarifaire steun (vanaf 2006) Steunmaatregelen voor bedrijven OVERZICHT o Groenestroomcertificaten: 45 cent/kwh over 20 jaar o Terugdraaiende meter: tot 10 kw, afh. van contract 2. Investeringssteun (Vlaamse overheid) o Ecologiesteun o KMO s: 35% van 70% van de investering = 24,5% o mogelijke verhoging via (milieu)certificatie tot 28% 3. Fiscale steun (federale overheid) o Verhoogde investeringsaftrek (13,5%) o op belastbare winst = in praktijk ongeveer 5% netto MOGELIJKHEDEN integratie op diverse types gebouwen o woningen en kantoren o tertiaire sector (bvb. ziekenhuis) o industrie integratie in diverse delen o hellend dak o plat dak o lichtstraat, atrium o gevel o zonnewering integratie op andere structuren HELLEND DAK Pannendak: opbouw n dakhaken n metalen structuur Kampenhout 13

14 HELLEND DAK Pannendak: inbouw o prefabelementen o serreprofielen Leiendak: opbouw o dakhaken o metalen structuur HELLEND DAK Batech kantoor, Malle HELLEND DAK Leiendak: inbouw n speciale panelen n op maat van leien Woning, Merchtem (Asse) Lichtstraat n licht tussen cellen n schaduwpatroon n op serreprofielen n ook met dubbel glas SEMITRANSPARENT DAK Kantoor Turbowinds, Overijse SEMITRANSPARENT DAK PLAT DAK Diverse systemen n prefab steunen n zware voet / aparte ballast Horizontale PV-panelen Ecofys, Utrecht, NL Floriade, NL Kampenhout 14

15 GEVEL School Venendaal, NL SEMITRANSPARANTE PV-GEVEL imec Bayerische Landesbank, München Bibliotheek Mataró, Barcelona (Spanje) binnenzicht zuidgevel IMEC, Leuven VASTE ZONNEWERING BEWEEGBARE ZONNEWERING Universiteit Erlangen (D), onderzoekslabo biologie Foto: W. Murr Solon AG PV marktgroei Vlaanderen april 2006 bron: ANRE, Belsolar ,46 vermogen [kwp] kwp cumulatief kwp jaarlijks , eind /4/ Kampenhout 15